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Produção de Energia. Geração de Energia Tipos de geração de energia elétrica Tecnologias Impactos ambientais Aspectos econômicos de se produzir energia através de diferentes fontes. Tipos de Geração de Energia Centrais Termelétricas - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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PRODUÇÃO E TRANSPORTE DA ENERGIA
Ricardo Junqueira Fujii
PEA-5765Tópicos Avançados em
Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo
05 de Outubro de 2005
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Produção de Energia
Geração de Energia
Tipos de geração de energia elétrica Tecnologias Impactos ambientaisAspectos econômicos de se produzir energia através de diferentes fontes
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Tipos de Geração de Energia
Centrais Termelétricas
O funcionamento das termelétricas se dá pela conversão de energia térmica em mecânica, e desta em energia elétrica. Dois tipos de combustão utilizados: o de combustão externa, (Ex.: termelétricas a vapor), e o de combustão interna, (Ex.: turbinas a gás, e máquinas térmicas a pistão). Cogeração
Os combustíveis mais utilizados nas centrais a vapor são: óleo, carvão, biomassa e derivados do petróleo, já nas centrais a gás são:o gás natural e o óleo diesel. Nesta sessão trataremos apenas das centrais que utilizam combustíveis fosseis.
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Cogeração
Situação em Outros PaísesEUA 1999 - 50 GW. Metas governamentais: 2010 - 95 GW.Dinamarca - 27,5% da EE Holanda - 20% da EE
Centrais Termelétricas
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Sistemas de Cogeração Topping Cycle System
Nos sistemas tipo "topping cycle" o energético, gás natural por exemplo, é utilizado inicialmente na produção de energia elétrica ou mecânica em turbinas ou motores à gás e o calor rejeitado é recuperado para o sistema térmico.
Centrais Termelétricas
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Sistemas de Cogeração Bottoming Cycle SystemNos sistemas com "bottoming cycle" o energético produz primeiramente vapor, que utilizado para produção de energia mecânica e/ou elétrica em turbinas a vapor, é depois repassado ao processo.
Centrais Termelétricas
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Motores a CombustãoCentrais Termelétricas
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Motores a CombustãoOs motores são altamente duráveis e confiáveis, mas apresentam altos custos de combustível e manutenção, especialmente o Diesel.Possuem uma ampla faixa de potências podendo ir de dezenas de kW à motores da ordem de 6 MWAlguns motores são bi-combustível, podendo operar com GN e Diesel
Centrais Termelétricas
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Turbinas a VaporCentrais Termelétricas
As turbinas a vapor já possuem, ao contrário de turbinas a gás, grande disponibilidade de fabricantes nacionais.
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Turbinas a Vapor
As chamadas Heavy-Duty
Operam em
faixas mais
altas > 200MW
Centrais Termelétricas
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Turbinas a Gás
•Câmara de Combustão
•Gerador
•Combustível
•Compressor •Turbina a Gás
•Exaustão
Centrais Termelétricas
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Turbinas a Gás
Centrais Termelétricas
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Turbinas a Gás
Centrais Termelétricas
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Microturbinas a GásAlta versatilidade e rápida implantação (quase imediata)Alta confiabilidadeBaixas emissões e ruídoAmpla faixa de potências: de 10 kVA a 1MVAAprox. US$ 1500,00 / kW
Centrais Termelétricas
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Microturbinas a Gás
Centrais Termelétricas
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Mais "adequadas" à operação na ponta.Faixa típica de Potências:
Chega-se até: 334 MW, Heat Rate = 8360 BTU/kWh (Mitsubishi)Potências na faixa de 22 MW (a 380 US$/kW) a 271 MW (a 183 US$/kW)
Os custos ficam na faixa de 180 a 404 US$/kW
Unidade de Médio Porte Unidade de Grande PortePotência 50 MW 150 MW
Custos de Investimento 651 US$/kW 441 US$/kWCustos de O&M fixo 16,8 US$/kW.ano 10,71 US$/kW.ano
Custos de O&M variável 0,11 US$/MWh 0,11 US$/MWh
Heat Rate (à plena carga) 12550 kJ/kWh 11710 kJ/kWh
Centrais Termelétricas
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Quadro ComparativoFixando Energia Térmica (vapor)
Equipamento EnergiaElétrica kW
EnergiaTérmica kW
PerdaskW
INPUTkW
Turbina a vapor 12,5 100 12,5 125
Turbina a gás 62 100 38 200
Motor a gás 93 100 40 233
Fixando Energia ElétricaEquipamento Energia
Elétrica kWEnergia
Térmica kWPerdas
kWINPUT
kW
Turbina a vapor 100 800 100 1000Turbina a gás 100 161 61 323
Motor a gás 100 102,5 42,5 250
Centrais Termelétricas
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Ciclo Combinado
Centrais Termelétricas
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Cogeração
Centrais Termelétricas
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Primeiro na matriz energética mundial, baixo custo e uma ampla utilização. Oriente Médio possui mais de 60% da produção mundial, já no mercado importador se destaca os EUA – 50% do petróleo mundial.•Consumo mundial: 42,6% (2003)
•Produção de energia elétrica: 6,9% do consumo de petróleo mundial
Petróleo e seus Derivados
Fonte: Key World Energy Statistics; IEA, 2005
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Produção de combustíveis para o transporte: gasolina, querosene e óleo diesel
O principal meio de produção destes combustíveis são as refinarias de petróleo, que sintetizam os diversos derivados, produzindo, assim, uma grande variedade de produtos, dentre eles a gasolina (além de querosene, óleo diesel, dentre muitos outros). No Brasil, a produção petrolífera vem crescendo muito nos últimos anos, existem estimativas da possibilidade do país se tornar auto suficiente na produção de petróleo por volta de 2007.
O processo de refino de petróleo no Brasil é realizado em sua maior parte pela Petrobrás, sendo que ela possui quatorze grandes refinarias (11 integrais no Brasil, 2 na Bolívia e 1 na Argentina). O rendimento médio das refinarias de petróleo brasileiras é de 1. 680 milhão de barris de petróleo bruto por dia.
Petróleo e seus Derivados
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Plantas de GásNatural
Petroquímica
RefinariasProspecção
Produção
Perfuração
GLP Gasolina Natural Solventes Combustível Industrial
Gás(via gasodutos)
Injeção para recuperaçãosecundária
Óleo
Óleo + Gás
Transporte: oleodutos oupetroleiros
Insumos p/petroquímica
Insumos p/petroquímica
GLP Gasolina Querosene Óleo diesel Óleo Combustível Resíduos: asfalto, coque
Plásticos Fibras Borracha Sintética Fertilizantes Detergentes
CADEIA PRODUTIVA DO SETOR PETRÓLEO
Petróleo e seus Derivados
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UPSTREAM MIDDLESTREAM DOWNSTREAM
IMPORTAÇÃO
IMPORTAÇÃO EXPORTAÇÃO
Gaseificação de GNL Formulação Blending
REFINO
REFINO
PERFURAÇÃO Terminal
Terminal
Terminal
POSTOS DE VENDA INDÚSTRIAS
PETROQUÍMICAS
OLEODUTOSGASODUTOS
PETROLEIROS
Transporte Unidade de Processo Import/ Export Qualidade produtos
Exploração Desenvolvimento Produção
CADEIA PRODUTIVA DO SETOR PETRÓLEO
Petróleo e seus Derivados
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REFINO DO PETRÓLEO
Petróleo e seus Derivados
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Segundo lugar na matriz energética mundial, devido principalmente ao seu baixo custo. Os principais mercados exportadores são os USA (21%), a Austrália (37%) e a África do Sul (15%). Suas reservas são suficientes para suprir as necessidades atuais por centenas de anos.
A metade da produção mundial de carvão tem como finalidade a produção de energia elétrica. No Brasil a participação do carvão na geração de energia elétrica é reduzida; isso se deve à pouca ocorrência desse insumo no território nacional e a “pobreza” do carvão disponível (baixo teor calórico). As usinas mais significativas encontram-se no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina.
Carvão Mineral
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É o terceiro lugar na matriz energética mundial.
Aproximadamente 13% das termelétricas mundiais são abastecidas com gás natural, e essas são responsáveis por 3% da produção de energia primaria do mundo. Os USA, o Canadá e a ex-URSS são os maiores produtores de gás natural, sendo que os maiores mercados importadores são novamente os USA e a Europa Ocidental.
No Brasil, o crescimento do uso do gás natural parece limitado a investimentos que aumentem a rede de distribuição pelo país, sua aplicação mais imediata se dá pelo uso do gasoduto Brasil-Bolívia, além do uso do gás da Argentina através de interconexão elétrica.
Gás Natural
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Pode estar ou não associado ao petróleo. É predominantemente formado por metano; apresenta baixos teores de contaminantes, como o nitrogênio, o dióxido de carbono, a água e compostos de enxofre.
A exploração, primeiro elo da indústria de petróleo e gás natural, está dividida basicamente em pesquisa e perfuração. Depois de confirmada a existência de petróleo e gás natural, inicia-se a fase de desenvolvimento e produção.
Até este ponto as indústrias de petróleo e gás natural caminham juntas. Nas unidades de produção, parte do gás é utilizada como gás lift para reduzir a densidade do petróleo facilitando sua extração e parte é reinjetada com duas finalidades: recuperação secundária (que aumenta a pressão interna do reservatório) ou armazenamento em poços de gás não associado.
Gás Natural
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Gás Natural
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Gás Natural
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O restante pode ser: consumido internamente na geração de eletricidade e vapor; queimado em flares, caso não haja infra-estrutura suficiente que permita seu aproveitamento e; escoada para Unidades de Processamento de Gás Natural (UPGN) ou diretamente consumidas.
Nas UPGN's, ocorre a separação das frações mais leves do gás natural e obtêm-se o gás natural seco (metano e etano), o Gás Liqüefeito de Petróleo - GLP (propano e butano) e a gasolina natural (pentano e superiores).
Gás Natural
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Gás Natural
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Distribuição
Geração deEletricidade
Downstream
Consumidores
Gas NaturalVeicular
EnergéticoIndustrial
UsoResidencial
InsumoIndustrial
Transporte
Middlestream
Importação eExportação
Produção eExploração
Desenvolvimento
Pesquisa ouProspecção
Perfuração/Recuperação
Upstream
CADEIA PRODUTIVA DO SETOR DE GÁS NATURAL
Gás Natural
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Centrais Hidrelétricas
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As centrais hidrelétricas podem ser classificadas em:
•Centrais a fio d’água: capacidade de armazenamento pequena e, em geral, dispõem somente da vazão natural do curso de água para gerarem energia;
•Centrais de acumulação: reservatórios de água são plurianuais;
•Centrais com armazenamento por bombeamento ou com reversão.
Centrais Hidrelétricas
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Além disso se dividem em três grupos: as Grandes Centrais Hidrelétricas, as Médias Centrais e as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH’s).
As centrais hidrelétricas correspondem a cerca de 82% da produção de energia elétrica brasileira. Somente Itaipu, que tem capacidade para gerar 12,6 GW, perfaz 17% da capacidade nacional.
Essa dependência das usinas hidrelétricas causou grandes problemas no ano de 2001 no setor elétrico brasileiro, devido a um período com menos chuvas e face ao aumento do consumo (além de outros fatores).
Centrais Hidrelétricas
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Produção, capacidade instalada e capacidade em instalação de usinas hidrelétricas no mundo
Região Capacidade Produção Capacidade instalada (GW) (TW-h) em instalação (GW)América do Norte 141 697 882América Latina e Caribe 114 519 18 331Europa Ocidental 16 48 2 464Europa Oriental 9 27 7 749Ex URSS 147 498 6 707Oriente Médio e Norte da África 21 66 1 211África Sub-Saariana 66 225 16 613Ásia do Pacífico 14 41 4 688Sul da Ásia 28 105 13 003Ásia Central 64 226 51 672OECD do Pacífico 34 129 841Total 655 2 582 124 161
Centrais Hidrelétricas
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Principais hidrelétricas brasileiras e a produção total do país. Usina Rio Capacidade Instalada
Itaipu Paraná 12,66GWIlha Solteira Paraná 3,444GWPorto Primavera Paraná 1,086 GWJupiá São Francisco 1,554 GWItaparica São Francisco 1,56 GWPaulo Afonso IV São Francisco 2,466 GWPaulo Afonso I,II e III São Francisco 1,417 GWSobradinho São Francisco 1,056 GWTrês Marias São Francisco 396 MWXingó São Francisco 3,06 GWTrês Irmãos Tietê 1,292 GWBarra Bonita Tietê 140,76 MWFurnas Grande 1,312 GWVolta Grande Grande 380 MWMachadinho Pelotas 1,14 GWSalto Grande Santo Antônio 102 MWTucuruí Tocantins 4,24 GWProdução brasileira to-tal de hidreletricidade ______
61,556 GW
Centrais Hidrelétricas
19 Bi US$ em dívidas!
Atraso de anos para início de
operação!
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Participação pequena na matriz energética mundial. Pode ser produzida a partir do uso do etanol, do bagaço de cana, do carvão vegetal, do óleo vegetal, da lenha, da beterraba, do arroz, entre outros.
Nos USA a biomassa representa 4% da energia primaria usada no país, enquanto no Zimbabue é de 40% . No Brasil o uso de biomassa é principalmente dado pelo álcool veicular.
Atualmente, existem pouco mais de 300 centrais elétricas de biomassa no território brasileiro, a grande maioria pequenas. O bagaço de cana é o que apresenta maior potencial para geração de energia elétrica: o período de safra coincide com o período seco das centrais hidrelétricas.
Centrais de Biomassa
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Recurso Transformação Mercado
Co-firing
&
Bioprocess
AdvancedTurbine
Fuel Cells
SNGDMEH2
Fischer TropschLiquids
Mixed Alcohols
Methanol
MTG
Ethanol
Fermentation
Chemicals
Direct Combustion
LignocellulosicCrops orResidues
Electricity
Gasification
HydrolysisDedicatedCrops
Centrais de Biomassa - cadeia
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Briquetes de madeira
Centrais de Biomassa
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Grande safra agrícola permite o uso de resíduos para a geração distribuída.A tecnologia já é matura, sendo boa parte nacionalizada.
Centrais de Biomassa
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Área de plantio necessária p/ uma central térmica baseada em biomassa
Centrais de Biomassa
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PEA-5765
BiodieselVegetable oils Recycled Greases
Dilute AcidEsterification
Transesterification
Crude Glycerin
Refining
Crude biodiesel
Biodiesel
Sulfuric Acid +methanol
Methanol + KOH
Glycerinrefining
Glycerin
Methanolrecovery
Centrais de Biomassa
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PEA-5765
SetorNúmero
de empregos
Álcool
EnergiaElétrica
Carvão
Petróleo
Produção de
petróleo(Bep/dia)
funcionários/
Bep/dia
Relação com o
petróleo
707289
55000
180500
12500
103200
1206000
1198000
65000
6.854
0.045
0.150
0.192
152
1
3
4
Número de empregos no setor de energia no Brasil
Fonte: Coelho, S. T., 1999
Centrais de Biomassa
Entre os trabalhadores
mais bem pagos do Brasil
![Page 45: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/45.jpg)
45
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A produção de energia elétrica a partir da energia solar pode ser dividida em dois tipos principais:
•Sistemas fotovoltaicos autônomos;
•Sistemas termo-solares: utilizada para produzir convecção (vapor ou ar).
O Brasil possui um ótimo índice de radiação solar, principalmente no Nordeste.
Alguns países têm programas para aumentar a produção de energia solar, tais como Japão, USA, Alemanha, Itália, Indonésia, Índia, África do Sul, entre outros
No Brasil, o aproveitamento da energia solar é pequeno. O principal motivo é o alto custo inicial para a implantação, além do alto custo da manutenção.
Centrais a Energia Solar
![Page 46: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/46.jpg)
46
PEA-5765
Exemplos de Utilização da Energia Solar Fotovoltaica
Centrais a Energia Solar
![Page 47: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/47.jpg)
47
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Geração Termo - SolarRadiação
solar
coletor
receptor
transporte e
backupcombustível
fóssil
conversãode
potência
EnergiaElétrica
EnergiaTérmica
EnergiaTérmicaArmazenada
Radiação Solar Concentrada
Energia Solar Térmica
armazenagem
Componentes do processo de conversão de energia solar em elétrica
Fonte: Renewable Energy, Burnham / Johanson / Kelly / Reddy / Williams – Ed. Island Press,Washington, USA, 1992.
Centrais a Energia Solar
![Page 48: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/48.jpg)
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Geração Termo - Solar
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49
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Sistemas Hélio-convectivos Protótipo espanhol
Operação entre 82 – 89 Potência 50 kW
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Sistemas Hélio-convectivos Projeto
Situada no Deserto Austrália
Torre de 1000 m altura e 130 m diâmetro;
Mais alta construção do mundo;
Painel solar de 20 km quadrados;
Pronta em 2009 32 Turbinas no
interiorda torre; Geração de 200 MW.
![Page 51: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/51.jpg)
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O conhecimento da velocidade média do vento é de fundamental importância para a estimativa de energia a ser gerada em uma região (potência é função do cubo da velocidade)
A eletricidade gerada pela força dos ventos pode ser estimada em 24 Terawatts-hora em 1999.
Maior obstáculo é conjugar a inconstância dos ventos com a necessidade de produção energética.
No Brasil a produção de energia eólica é pequena, a produção total de energia eólica no país é de 20,3 MW.
Centrais Eólicas
![Page 52: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/52.jpg)
52
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Centrais Eólicas
Fonte: Global Wind Energy Market Report – American Wind Energy Association, 2004
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Exemplos de Utilização da Energia Eólica
Centrais Eólicas
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Centrais Nucleares
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Corresponde a cerca de 16% da energia elétrica mundial sendo os principais produtores: USA, ex-URSS e os países Europeus.
No Brasil Angra I (1982) - 657 MW, e Angra II (2000)-1300 MW, possibilidade de Angra III
A contribuição total da energia nuclear no sistema energético brasileiro totaliza 1,3% do total, pouco se se observado o fato de que o Brasil possui a sexta maior reserva de urânio do mundo.
Impactos dificílimos de serem mitigados (resíduos radioativos), mas possíveis de evitar.
Alguns especialistas preconizam que é a única fonte capaz de substituir os combustíveis fósseis nas próximas décadas.
Centrais Nucleares
![Page 56: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/56.jpg)
56
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Reatores a água leve: mais de 75% das usinas nucleares (inclusive Angra I), econômico seguro e confiável, até 900 MWe;Reatores a água pesada: 8% das usinas nucleares, econômicos, seguros e confiáveis, até 900 MWe; Reatores a gás: Esses reatores tem sido abandonados nos últimos anos em favor dos PWR’s (Pressurized Water Reactor) devido a fatores econômicos dentre outros;Reatores refrigerados a metal liquido/Reatores super regenerados rápidos: esse tipo de reator não obteve o sucesso esperado devido aos recursos de urânio se mostrarem econômicos a curto e médio prazo. No entanto devido ao maior rendimento dessa tecnologia, ela tem grandes chances de ser mais aproveitada no futuro quando os recursos de urânio não forem tão grandes..
Centrais Nucleares
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Pode ser feita de quatro maneiras:Energia hidrotérmica: reservatórios de água quente e/ou vapor aprisionados entre rochas e sedimentos da crosta terrestre são utilizados para produção de calor;
Rocha quente e seca: um poço profundo é perfurado e a água é injetada retirando-a aquecida de um outro poço de retorno;Reservatórios geopressurizados: contém uma mistura de água e metano completamente saturada e sob uma pressão elevada;Magma: em certas regiões pode-se extrair calor do magma injetando-se água nesse magma criando uma espécie de buraco trocador de calor.Os principais produtores são os USA (2 850 MW), as Filipinas (1848 MW), a Itália (769 MW), o México (743 MW), a Indonésia (590 MW) e o Japão (530 MW).
Centrais Geotérmicas
![Page 58: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/58.jpg)
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Centrais Geotérmicas
![Page 59: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/59.jpg)
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Centrais Geotérmicas
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Energia das MarésA energia das marés tem como origem o enchimento e esvaziamento alternados das baias e estuários, podendo ser utilizada para geração de energia elétrica, tendo que existir para isso condições que façam com que o nível da água suba consideravelmente durante a maré cheia.Usinas reversíveis podem ser usadas para bombear a água do mar para a baia ou vice e versa dependendo do tipo de usina.
Energia das OndasAs ondas apresentam energia cinética, o aumento da altura e do período das ondas e, conseqüentemente, dos níveis de energia, depende da faixa da superfície do mar sobre o qual o vento sopra, e de sua duração e intensidade. Também influem sobre a formação das ondas os fenômenos de marés, as diferenças de pressão atmosférica, abalos sísmicos, salinidade e temperatura da água.
Utilização da Energia dos Oceanos
![Page 61: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/61.jpg)
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Energia do Gradiente TérmicoOs oceanos apresentam diferenças de temperatura em profundidades diferentes, isso pode ser aproveitado para geração de energia elétrica. Como a eficiência dessa operação é baixa é necessário que haja gradientes de no mínimo 200°C. Os custos para esse tipo de operação são altos, pois a planta requer uma grande tubulação para trazer a água fria das profundezas do oceano para a superfície, isso torna a implantação desse tipo de central menos atraente.
Utilização da Energia dos Oceanos
![Page 62: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/62.jpg)
62
PEA-5765
Layout de uma central maremotriz
![Page 63: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/63.jpg)
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PEA-5765
Usina La Rance - França
740 m de comprimento, 24 turbinas reversíveis perfazendo 240MW; concluída em 1967; 480GWh/ano (FC=25%)
![Page 64: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/64.jpg)
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PEA-5765Esquema da usina de La Rance
![Page 65: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/65.jpg)
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PEA-5765
Layout de uma central a ondas
![Page 66: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/66.jpg)
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PEA-5765
Usina de Islay (150 kW) - 1985
![Page 67: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/67.jpg)
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PEA-5765
OTEC- Ocean Thermal Energy conversion
Utilização da Energia dos Oceanos
![Page 68: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/68.jpg)
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PEA-5765
Petróleo: emissão de gases do efeito estufa, chuva ácida. Dentre os poluentes emitidos pela utilização do petróleo estão: o CO2, o CO, e o SO2, MP;
Carvão: grandes emissões de NOx, SOx, e CO2, efeito estufa, chuvas ácidas, além de outros;Gás natural: menores emissões de gases poluentes, principalmente o CO2. Alto custo inicial para a construção de uma malha de transporte do gás (gasodutos), o que encarece o produto final em frente ao petróleo e ao carvão mineral;• Hidroeletricidade: variam muito com o tamanho e o tipo. As PCH’s = impactos muito pequenos. Grandes centrais = impactos maiores: destruição da fauna e da flora pelo alagamento, assoreamento em reservatórios, perdas de recursos minerais. Também não está livre das emissões de gases do efeito estufa;
Impactos Ambientais
![Page 69: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/69.jpg)
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![Page 70: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/70.jpg)
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Vista aérea de Três Gargantas – China
![Page 71: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/71.jpg)
71
PEA-5765
Biomassa: é uma fonte renovável (quando manejada adequadamente), e apresenta balanço zero de emissões, não são emitidos NOx, SOx, CO2 é absorvido na fotossíntese Problemas: monocultura (diminui a fertilidade do solo), agrotóxicos, fertilizantes, o transporte requer veículos e infra-estrutura que causam emissões para a atmosfera;
Energia eólica: quase total ausência de impactos ambientais. Dentre os possíveis: o ruído, colisão de pássaros (o problema é bem maior em linhas de alta tensão), impacto visual e limitação do uso do espaço ocupado;
Energia solar: não apresenta impactos diretos. A produção de painéis solares possui impactos ao ambiente. Há a possibilidade de a energia requerida para se confeccionar um sistema completo ser maior do que a energia produzida por esse sistema em sua vida útil.
Impactos Ambientais
![Page 72: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/72.jpg)
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PEA-5765
Energia nuclear: não apresenta emissões para atmosfera, mas o processo de enriquecimento do urânio apresenta impactos ambientais. Apesar disso, e excluindo-se os acidentes, a energia nuclear pode ser considerada pouco impactante para a natureza, e por isso deve ser analisada sempre como uma boa alternativa de fonte de energia;
Energia geotérmica: temporários, relacionados a perfuração e a exploração, e permanentes, resultantes da manutenção da fonte e operação da fonte de geração: ocupação do solo e impacto estético da mesma, incluindo em alguns casos “Plumas”, torres de refrigeração, ruídos, liberação de gases poluentes (como H2S e CO2) e elementos tóxicos (mercúrio e arsênico) na atmosfera, lixo sólido e deposição de água residual, pequenos tremores de terra e rebaixamento do solo;
Impactos Ambientais
![Page 73: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/73.jpg)
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PEA-5765
Chernobyl
![Page 74: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/74.jpg)
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PEA-5765
Energia das ondas: o ambiente costeiro pode ser afetado pela modificação do clima das ondas locais, ou seja, a redução de energia das ondas pelos equipamentos podem, em teoria, afetar a densidade e a composição das espécies dos organismos residentes. Mesmo assim a utilização da energia das ondas apresenta bem mais aspectos ambientais positivos do que negativos;
• OTEC: A operação de uma OTEC ocasiona diversos efeitos ambientais, alguns de difícil análise, o grande fluxo de água quente e fria, poderia modificar os padrões locais ou mesmo globais do tempo, embora as evidencias desse fato sejam poucas. Outro problema é o dióxido de carbono contido nas águas profundas do oceano que poderia ser liberado quando bombeado e aquecido no condensador. Uma planta OTEC pode também afetar o ecossistema local devido a mudanças provocadas na temperatura e salinidade da água.
Impactos Ambientais
![Page 75: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/75.jpg)
75
PEA-5765
Energia das marés: O aproveitamento da energia das marés não causa a emissão de poluentes na atmosfera, além do fato de a barragem poder proteger a costa na ocorrência de tempestades marítimas; por outro lado, a construção de estruturas a beira-mar pode afetar o regime de sedimentação e erosão do local.
Impactos Ambientais
![Page 76: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/76.jpg)
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PEA-5765
Questão para Avaliação:
Até que ponto os impactos ambientais e sociais devem prevalecer sobre os custos
econômicos num investimento para produção de energia?
![Page 77: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/77.jpg)
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PEA-5765
Custos de Produção com BiomassaCom preços de biomassa girando em torno de 2 US$ o gigajoule, que atualmente podem produzir algo em torno de 40 a 60 megawatts de eletricidade, os custos de produção de energia elétrica utilizando a biomassa como fonte resultam em valores entre 50 a 60 US$ o MWh. Se esse tipo de produção passar a ser produzido de forma comercial em maiores escalas, seus custos de produção podem cair para algo em torno de 40 US$ o MWh, principalmente com tecnologias de eficiência energética maior. Em escalas maiores, mais de 100 megawatts de eletricidade, espera-se que a biomassa compita com combustíveis fósseis em muitas situações no futuro.No caso de usinas de açúcar e álcool, onde a produção de energia vale-se de um subproduto, esses custos podem ser bem menores.
Custos de Produção de Energia
![Page 78: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/78.jpg)
78
PEA-5765
Custo Total do Empreendimento
(US$/kW) 1000-2000
Custo da Energia gerada (US$/MWh) 45-105
Fator de Capacidade (%) 45-85
Fonte: Plano decenal 2001-2010, Eletrobrás
Custos de Produção de Energia
Custos de Produção com Biomassa - Brasil
![Page 79: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/79.jpg)
79
PEA-5765
Custos de Produção com Energia Eólica investimento inicial, preparação do projeto e infra-estrutura;quantidade de energia gerada: E = b.V3 kWh por metro quadrado;média da velocidade do vento local: deve exceder 5 m/s;eficiência do sistema: ultrapassa os 96%;vida útil do sistema: entre 15 e 20 anos de vida útil com grande confiabilidade.
Custos de Produção de Energia
![Page 80: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/80.jpg)
80
PEA-5765
Na Europa, são utilizados os seguintes valores como referencia para esses fatores que compõem os custos em uma usina eólica:investimento inicial, projeto e infraestrutura: 600 US$/m2;lucro: 5%;vida útil econômica: 15 anos;eficiência técnica: 95%;energia gerada anualmente: 3,15 V3 kWh/m2;O & M: 0,005 US$/kWh.Se a velocidade média do vento for de 5,6-7,5 m/s, os custos correspondentes de geração serão de 0,12 a 0,05 US$ o kWh. Como a geração de energia é proporcional a velocidade média do vento no local ao cubo, os custos podem variar drasticamente de região para região.
Custos de Produção de Energia
![Page 81: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/81.jpg)
81
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Desenvolvimento de custos de geração de eletricidade a partir de energia eólica na Dinamarca, entre 1981 e 1997 (US$/kWh) e Reduções potenciais de custos para energia eólica, entre 1997 e 2020 (centavos de dólar por kWh).
0123456
1997 2001 2005 2009 2013 2017 2021
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Custos de Produção de Energia
![Page 82: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/82.jpg)
82
PEA-5765
Custo Total do Empreendimento
(US$/kW) 900-1400
Custo da Energia gerada (US$/MWh) 50-95
Fator de Capacidade (%) 25-40
Fonte: Plano decenal 2001-2010, Eletrobrás
Custos de Produção com Energia Eólica - Brasil
Custos de Produção de Energia
![Page 83: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/83.jpg)
83
PEA-5765
Custos de Produção com Sistemas Fotovoltaicos
Curva de aprendizado:
Custos de Produção de Energia
![Page 84: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/84.jpg)
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PEA-5765
Custo Total do Empreendimento
(US$/kW) 6000-10000
Custo da Energia gerada (US$/MWh) 500-1160
Fator de Capacidade (%) 18-22
Fonte: Plano decenal 2001-2010, Eletrobrás
Custos de Produção com Energia Fotovoltaica - Brasil
Custos de Produção de Energia
![Page 85: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/85.jpg)
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Custos de Produção com Sistemas Termo-SolaresOs custos por kW de plantas termo-solares devem cair de 3000-3500 US$ o kW a curto prazo (para uma planta de 30 MW) para 2000-2500 US$ a longo prazo (para uma planta de 200 MW).
Se os custos de eletricidade permanecerem constantes para as fontes tradicionais de energia nos próximos 20 anos, os custos de energia de origem termo-solar podem cair para menos do que a metade dos valores atuais, de 140 a 180 US$ por MWh, para 40 a 60 US$ por MWh.
Com esses valores existe a possibilidade da energia termo-solar se tornar competitiva com fontes tradicionais, como carvão e gás natural, num horizonte de 10 a 30 anos.
Custos de Produção de Energia
![Page 86: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/86.jpg)
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Custos de Produção de Hidreletricidade Os projetos de usinas hidrelétricas têm demonstrado a tendência de exceder as estimativas de custos iniciais. Uma revisão de 80 hidrelétricas feita pelo Banco Mundial indicou que três quartos dessas usinas demonstravam custos finais superiores aos avaliados inicialmente. Os custos eram pelo menos 25% maiores na metade dos projetos e 50% maiores em mais de 30% dos projetos. As maiores razões para esse fenômeno são os custos adicionais com situações geológicas inesperadas e atrasos no emprego de recursos públicos (as hidrelétricas foram basicamente financiadas por dinheiro publico).
No Brasil, essa tendência se confirma, com valores bem variados de custos de produção de energia hidroelétrica nas diversas usinas brasileiras.
Custos de Produção de Energia
![Page 87: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/87.jpg)
87
PEA-5765
Custo Total do Empreendimento
(US$/kW) 700-1300
Custo da Energia gerada (US$/MWh) 35-145
Fator de Capacidade (%) 40-70
Fonte: Plano decenal 2001-2010, Eletrobrás
Custos de Produção com PCH’s - Brasil
Custos de Produção de Energia
![Page 88: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/88.jpg)
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PEA-5765
Custos de Produção da Energia dos Oceanos
Devido a pequena experiência com a energia dos oceanos, é difícil saber atualmente o quanto econômica seria a produção desse tipo de energia em um estagio maduro. Existe experiência com energia das marés, mas ainda não são suficientes para darem dados mais consistentes. Na tabela a seguir é dada uma visão geral e aproximada da custos com os diversos usos de energia dos oceanos.
Custos de Produção de Energia
![Page 89: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/89.jpg)
89
PEA-5765
Estagio do uso de energia dos oceanos e seus custos.
Tecnologia MaturidadeFator de carga
(%)Custos
(US$/kWh)Marés (barragem) Virtualmente Abandonada 20 a 30 0,08 a 0,15Ondas (costa-OWC) Experimental 20 a 30 0,10 a 0,20
Ondas (próximo a costa)Comercial a partir de 2002 a
2005 25 a 35 0,08 a 0,15
Ondas (longe da costa)Comercial a partir de 2010 ou
mais 30 a 60 0,06 a 0,15
Marés (turbina)Comercial a partir de 2005 a
2010 25 a 35 0,08 a 0,15
OTECComercial a partir de 2005 a
2010 70 a 80 Incerto
Custos de Produção de Energia
![Page 90: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/90.jpg)
90
PEA-5765
Potencial Energético na região de Araçatuba
RecursoPotencial Teórico
(MWh/ano)
Potencial Realizável (MWh/ano)
Custo da Energia Gerada
(US$/MWh)Bagaço de Cana 1200 mil 73 mil 45 – 105Álcool 3600 mil 1800 mil 150Cascas de Arroz 900 500 90 - 150Biodiesel 154 mil 15 mil 200Fotovoltaica 37000 mil 657 mil 500 – 1160Coletores Solares 72 mil 7 mil 30 – 60Eólica de Pequeno Porte
9000 mil 730 mil100 – 200
Eólica de Grande Porte 50 – 95Pico Centrais Hidrelétricas
1300 mil 130 mil60 – 250
Micro centrais hidrelétricas 45 – 200Pequenas centrais hidrelétricas 35 – 145Resíduos Rurais Animais 60 mil 6 mil 60 – 120Aterros Sanitários 37 mil 7,4 mil 160 – 400Esgoto 18 mil 4,8 mil 250Gás Natural (termelétricas) --- 17 mil 100 – 180Gás Natural (veicular) --- 13 mil 200 – 300Gas Natural (industrial) --- 100 mil 80 – 150
![Page 91: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/91.jpg)
91
PEA-5765
Questão para Avaliação: Se perguntado(a) sobre
quais alternativas energéticas serão mais
convenientes para o Brasil nos próximos 50 anos, o que você diria?
Justifique.
![Page 92: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/92.jpg)
92
PEA-5765
Introdução
A necessidade do transporte da energia ocorre por razoes técnicas e econômicas ligadas à localização da fonte de energia primária e ao custo da energia nos locais de consumo.
![Page 93: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/93.jpg)
93
PEA-5765
Transporte de Petróleo
TerrestreOleodutos, com estações de recalque
intermediárias, às vezes com aquecimento no trajeto
No Brasil, diâmetros de 0,10 a 1,50 mMarítimoPetroleiros : Navios especiais para transporte a granel de petróleo e derivados líquidos GLP, produtos químicos e petroquímicos
A conexão petroleiros / oleodutos é efetuada nos terminais marítimos.Conexões em terra são efetuadas nos terminais terrestres.
![Page 94: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/94.jpg)
94
PEA-5765
GLPGasolinaQueroseneÓleo dieselÓleo CombustívelResíduos: asfalto, coque
Petroleiros
Oleodutos
REFINARIA
Petróleo:Trânsito feito por oleodutos e petroleiros
Produçãode óleo
![Page 95: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/95.jpg)
95
PEA-5765
Middle EastNorth AmericaLatin AmericaAfricaWestern EuropeFormer Soviet UnionPacific Asia
15
10
3
1
Million barrelsper day
Hormuz
MalaccaBab el-Mandab
Suez
Bosphorus
Panama
Transporte Marítimo Cerca de 1,9 bilhões de toneladas de petróleo (62% do
petróleo produzido) são transportadas por navios petroleiros
Rotas marítimas entre as regiões de consumo e produção
![Page 96: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/96.jpg)
96
PEA-5765
Transporte Marítimo
Existem aproximadamente 3500 navios petroleiros disponíveis para frete no mundo
Navios maiores são preferidos pela economia de escala que eles proporcionam
O transporte entre o Oriente Médio e a Europa custa cerca de US$ 1,5 por barril
Alguns petroleiros são usados como tanques de armazenagem temporários.
![Page 97: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/97.jpg)
97
PEA-5765
PetroleirosClasse Descrição Capacidade
mínima (DWT)
Peso máximo
(ton)Handymax 10.000 55.000Panamax Tamanho máximo para
o canal do Panamá60.000 75.000
Aframax Tamanho American Freight Rate Assoc.
75.000 120.000
Suezmax Tamanho máximo para o canal de Suez
120.000 200.000
Capesize Grande demais para Suez e Panamá
80.000 Sem limites
VLCC Very Large Crude Carrier
200.000 319.000
ULCC Ultra Large Crude Carrier
320.000 Sem limites
![Page 98: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/98.jpg)
98
PEA-5765
Petroleiros
•Jahre Viking:
•564 mil DWT
•647 mil ton
•458,5 m comprimento
•70 m largura
•29,8 m calado
•4,1 milhões de barris
![Page 99: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/99.jpg)
99
PEA-5765
Cadeia do Gás Natural
NaturalGás
Production
Impurities
Purification
NGLGTL
Liquefaction
Compression
NGCC TransmissionLine
Pipeline
LNG / LNG Tankers /LNG terminal/Regasification
Liquid Fuels /Oil Tankers /Oil Terminal /Refinery /Ultra - clean Liquid Transportation Fuels
F i n a l U s e r s
![Page 100: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/100.jpg)
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PEA-5765Gás Natural
Gasodutos
- Tubulação Tipicamente, a tubulação tem diâmetros na faixa de 24 a 47 polegadas (0,6 a 1,12 m) operando a altas pressões (de 40 a 100 bar).
- Estações de CompressãoEstas estações consomem altos percentuais de energia, que provém do próprio gasoduto, podendo chegar a 10% do gás transportado.
- City GatesOs city-gates são os pontos onde o gás é medido e tem sua pressão abaixada, de forma que possa ser entregue nas cidades, através de ramais menores, de distribuição, para atendimento de concessionárias de distribuição e para o uso no transporte veicular, na indústria, na geração de energia elétrica, etc.
![Page 101: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/101.jpg)
101
PEA-5765
Gás Natural Liqüefeito
A opção pelo transporte no estado líquido é feita quando os centros de produção e consumo são separados por oceanos, ou quando as distâncias e consumos, por terra, não justificam economicamente a construção de um gasoduto.
-Cadeia do Gás Natural Liqüefeito
A capacidade atual instalada de produção de GNL é de 89 bilhões de metros cúbicos de gás natural por ano, equivalentes a um fluxo de 243,8 milhões de metros cúbicos por dia. As unidades de liquefação são capital intensivas, com projetos variando entre US$ 2,5 bilhões e US$ 4,5 bilhões, para a capacidade de produção de 20 milhões de metros cúbicos por dia, o que significa um investimento médio de US$ 175 por metro cúbico de gás natural produzido.
![Page 102: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/102.jpg)
102
PEA-5765
Mercado de GNL Os projetos de GNL compõem uma cadeia de
investimentos interligados que tradicionalmente são estabelecidos com contratos de longo prazo Os contratos de curto prazo (atualmente na ordem de
10% do total) são cada vez mais comuns, mas nenhuma estação de GNL foi construída sem um contrato de longo prazo como âncora
Os contratos tradicionais ligam uma planta de liqüefação a consumidores específicos, geralmente com navios metaneiros dedicados
O GNL responde por 28% do comércio de GN no mundo, 5,8% da demanda e 1,5% de toda a energia.
![Page 103: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/103.jpg)
103
PEA-5765
Oferta e Demanda de GNL
![Page 104: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/104.jpg)
104
PEA-5765
Custo de Capital para sistema de GNL
![Page 105: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/105.jpg)
105
PEA-5765
Terminais receptores de GNL
48 terminais operando em 13 países
25 no Japão, 4 na Espanha, 5 nos EUA, 3 na Coréia, 2 na França, 1 Bélgica, República Dominicana, Grécia, Índia, Itália, Portugal, Turquia e Taiwan
Vários terminais em expansão e em estudo
![Page 106: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/106.jpg)
106
PEA-5765
Crescimento das importações de GNL
![Page 107: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/107.jpg)
107
PEA-5765
Liquefação do gás
•Plantas em 17 locais em 13 países
•Capacidade de produção anual: 145 milhões de toneladas – 23% no Oriente Médio, 29% na bacia Atlântica e 49% na Ásia-Pacífico
•Utilização média na casa de 85%: sobra de capacidade estimula o comércio spot
![Page 108: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/108.jpg)
108
PEA-5765
Evolução das exportações
![Page 109: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/109.jpg)
109
PEA-5765
Processo de Liquefação
O GN é submetido a um processo que consome grande quantidade de energia, no qual seu volume se reduz em aproximadamente 600 vezes. Neste processo, por razões de segurança e economia, o gás é mantido levemente acima da pressão atmosférica e sua temperatura reduzida para 162 °C negativos.O vapor do GNL só é inflamável em concentrações de 5% a 15% no ar.
![Page 110: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/110.jpg)
110
PEA-5765
-Navios MetaneirosAtualmente cerca de 65 navios metaneiros navegam nos oceanos transportando o GNL, sendo mais da metade desta frota destinada ao consumo japonês. Os metaneiros são navios especialmente concebidos para o transporte do GNL com segurança máxima, de acordo com normas estabelecidas pela INCO (InterGovernmental Maritime Consultative Organization).
![Page 111: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/111.jpg)
111
PEA-5765
As esferas são capazes de armazenar mais de 25.000 metros cúbicos de GNL que representam 11.125 toneladas. Os maiores navios contém cinco esferas e têm capacidade para transportar mais de 125.000 metros cúbicos ou 55.625 toneladas.O custo de um navio metaneiro com capacidade para 125.000 metros cúbicos de GN varia entre US$ 200 milhões e US$ 220 milhões, representando um custo unitário médio de US$ 1.680 por metro cúbico de capacidade.
![Page 112: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/112.jpg)
112
PEA-5765Terminais de recebimento de GNL
Os navios metaneiros descarregam o GNL em terminais munidos de equipamentos de manuseio, armazenagem, bombeamento, regaseificação e odorização .
A energia consumida nas centrais de liquefação pode ser recuperada nos terminais de recebimento na forma de "energia fria", em processos industriais tais como câmaras frigoríficas, fabricação de oxigênio, de dióxido de carbono e de gelo seco, como também na produção de alimentos congelados. Para possibilitar esta recuperação, os terminais de recebimento são grandes complexos industriais, envolvendo investimentos muito elevados.
Um terminal de regaseificação com 15 milhões de metros cúbicos por dia, pode alimentar uma central termelétrica de 107,8 MW de capacidade, com custo energético praticamente igual a zero, pela recuperação da "energia fria" do processo de regaseificação do GNL, para a produção de eletricidade. A carga de um navio metaneiro que transporta 125.000 metros cúbicos, se utilizada totalmente na geração termelétrica no processo de regaseificação, pode produzir 176 MW em processo contínuo, durante cinco dias.
![Page 113: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/113.jpg)
113
PEA-5765
Custos da cadeia do GNL
![Page 114: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/114.jpg)
114
PEA-5765
Principais desafios GNL deve competir com gasodutos
Necessidade de contratos mais curtos e flexíveis, muito embora o capital envolvido seja grande
Competição crescente com fornecedores
Poucos fornecedores da tecnologia necessária
![Page 115: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/115.jpg)
115
PEA-5765
Usos Finais
Produção deEnergia Elétrica
O Trânsito de EnergiaEnergia Elétrica:Trânsito feito através de cabos e equipamentos elétricos
![Page 116: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/116.jpg)
116
PEA-5765
O Papel da TransmissãoPermitir o trânsito de energia da geração para os usuários.
Transmissão DistribuiçãoGeração Consumidor
T D
G
CCC
![Page 117: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/117.jpg)
117
PEA-5765
Funções da Transmissão
Assegurar a otimização dos recursos eletro-energéticos existentes em operação no País e do Planejamento da expansão futura
Permitir a transferência de grandes blocos de energia elétrica produzidos por usinas geradoras para os grandes centros consumidores;
![Page 118: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/118.jpg)
118
PEA-5765
• Altos níveis de tensão• Manejo de grandes blocos de energia• Distância de transporte razoável• Sistemas com várias malhas
Características da Transmissão
![Page 119: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/119.jpg)
119
PEA-5765
Interconexões Brasileiras Internas e Externas
Linhas de TransmissãoGasodutos
Argentina
Itaipu
Venezuela
SistemasIsolados
![Page 120: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/120.jpg)
120
PEA-5765
Instalações Componentes da Rede Básica• Troncos de transmissão cuja operação/expansão
repercutam na otimização de recursos para atendimento a mais de uma concessão de distribuição;
Instalações associadas à qualidade, confiabilidade e segurança da operação interligada;
Linhas de transmissão em tensão de 230 kV e acima; Subestações com equipamentos de 230 kV e acima; Exceção: instalações de uso exclusivo; Instalações de transmissão < 230 kV que são relevantes
para a operação do sistema, poderão integrar a rede básica, por proposição do ONS e aprovação da ANEEL.
![Page 121: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/121.jpg)
121
PEA-5765
G
G G
GG
Rede Básica
Conexões
Uso exclusivo Geração
Rede Dedicada440kV
138kV
88kV
230kV
500kV
138kV
230kV
Rede Básica de Transmissão
![Page 122: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/122.jpg)
122
PEA-5765
Comercializadores e outras entidades que vierem a ser regulamentadas, firmando contratos de compra e venda de energia elétrica
Concessionários Consumidores Livres Geradores
A quem atende a Transmissão ?
GeradoresGeradores TRANSMISSORATRANSMISSORA
DISTRIBUIDORAS
Consumidores Consumidores LivresLivres
ComercializadorComercializador
![Page 123: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/123.jpg)
123
PEA-5765
DisponibilidadePara que cumpra seu papel, a empresa de Transmissão precisa estar disponível a maior parte do tempo, permitindo o livre trânsito de energia da geração aos Consumidores Livres e a Distribuição.
A Disponibilidade depende:
Do Patrimônio Físico: Instalações da Rede Básica
Do Patrimônio Pessoal: Capacidade dos seus Colaboradores
Uma rede básica eficiente e bem operada aumenta a disponibilidade do sistema.
![Page 124: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/124.jpg)
124
PEA-5765
Remuneração• A Transmissão não é remunerada com base na
energia transmitida, mas sim como aluguel das instalações, que são construídas, operadas e mantidas pela concessionária.
• Esta remuneração é determinada pela ANEEL com base na Capacidade Instalada e na Disponibilidade
• Somente são permitidas paradas previstas para manutenção.
• Outras paradas não previstas são punidas com perda de receita
![Page 125: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/125.jpg)
125
PEA-5765
Redes Interligadas
A operação interligada traz grandes vantagens ao dimensionamento de sistemas de transmissão:· Permite uso otimizado das fontes de geração;· Aumenta a flexibilidade operativa e a confiabilidade de suprimento;· Reduz o porte do sistema.
A operação interligada permite o uso otimizado dos reservatórios, o que no caso do SI permite um ganho de cerca de 30% no volume de energia garantidaHoje em dia apenas 3,4% da capacidade de geração de energia elétrica encontra-se fora do Sistema Interligado Nacional, em pequenos sistemas isolados, a maioria na região Amazônica.Estimativa de conclusão de linhas de transmissão de energia elétrica entre 2001 e 2004 no Brasil: 9250kmLinhas de transmissão brasileiras ao final de 2000: 70.033 km
![Page 126: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/126.jpg)
126
PEA-5765
Fonte: ANP, 2002
![Page 127: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/127.jpg)
127
PEA-5765
TecnologiasCorrente Alternada: 1050/1200kV, 800kV, 500kV, 440kV, 345kV, 230kVCorrente Contínua: (800kV), 600kV, 500kV, 400kVFlexibilidade:Equipamento para uso mais intensivo do sistema existente:
-FACTS (Flexible AC Transmission Systems)-Linhas de Potência Natural Elevada – LPNE-Operação em Tensão Variável ( OTVLTCA )
Outras:-Sistemas Multifásicos-Sistemas de meio comprimento de onda
![Page 128: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/128.jpg)
128
PEA-5765
Primeira Geração: Controle de Transmissão - Mecânico
![Page 129: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/129.jpg)
129
PEA-5765
. FACTS Flexible AC Transmission SystemsSegunda Geração de FACTS: Tiristores
![Page 130: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/130.jpg)
130
PEA-5765
. FACTS Flexible AC Transmission SystemsTerceira Geração de FACTS: Conversores
![Page 131: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/131.jpg)
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PEA-5765
Transmissão - Níveis de TensãoCusto
Potência (MW)1500 3500
500 kV
750 kV
1000 kV
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Transmissão - Custos•Torres
•Condutores
•Compensação Reativa: Fixa Comutável Controlável - FACTS
•Perdas: Joule, Corona
•Terreno: Faixa de Passagem
•Questões Ambientais, Políticas
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Transmissão - Custos
C1 (C bitola)
Custo
ACusto do Condutor
Custo Total
Custo de Perdas
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Custos CC X CACusto
Comprimentoda linha (km)
CorrenteAlternada
CorrenteContínua
Linha emCAmais econômica
Linha em CCmaiseconômica
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Custos ambientais da energia
Tipo USD/MMBtu
USD/kWh
gerado
USD/kWh
entregue
Carvão – leito fluidizado 2.8 0.028 0.033Carvão – IGCC 2.46 0.025 0.028Carvão – caldeira conv. 5.76 0.058 0.068Óleo (1%S) – caldeira conv. 3.68 0.038 0.045GN – caldeira convencional 0.95 0.010 0.012GN – CC 1.10 0.010 0.011Solar - - 0.004Eólica - - 0.001Biomassa - - 0.007
Fonte: Ottinger. R. L.; Environmental costs of eletricity, 1991
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Transporte de Carvão e Outros Insumos Energéticos
O carvão é basicamente transportado em caminhões ou trens, como material granulado, na forma em que é extraído da mina. Para ser produzir energia elétrica deve ser queimado e convertido em vapor em usinas termoelétricas.
A biomassa também é transportada das mesmas formas que o carvão.
![Page 137: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/137.jpg)
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Outros Insumos Energéticos
As outras principais fontes energéticas utilizadas pelo homem são a energia solar, a energia eólica, e a energia dos oceanos (marés, ondas e gradiente térmico). Nestes casos é mais interessante construir as instalações de conversão nos locais onde esses recursos são disponíveis e transportar a energia elétrica gerada até os centros de consumo.
![Page 138: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/138.jpg)
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IMPACTOS AMBIENTAISLinhas de Transmissão
As linhas de transmissão causam impactos socioambientais durante sua construção e fase de operação. Também são necessárias construções de subestações, que disputam espaço com os indivíduos e o meio ambiente local. Os problemas principais são:· Desobstrução da faixa e desmatamento para
inicio das obras;· Escavação para as fundações;· Montagem das estruturas (movimentação local);· Implantação de um canteiro de obras;· Abertura de estradas de acesso.
![Page 139: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/139.jpg)
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Linhas de Transmissão
Populações Desatendidas; Restrições em Áreas Agrícolas
Todas essas atividades influem na vida da população local que nem sempre é beneficiada pela energia transportada. O traçado da linha visa o caminho mais curto e não respeita necessariamente populações e meio ambiente. Outro fator importante no contexto da preservação ambiental é a construção de acessos para as obras e as manutenções constantes na linha. Dessa maneira, fica facilitada a penetração populacional, que é um tipo de impacto indireto significativo.
Efeitos de Campos Elétricos e Magnéticos; Efeito Corona; Transferências de Potencial;
IMPACTOS AMBIENTAIS
![Page 140: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/140.jpg)
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IMPACTOS AMBIENTAIS
Impactos Devidos ao Transporte de Petróleo
Os principais impactos causados devido ao transporte do petróleo são devidos a vazamentos de petroleiros nos mares e oceanos afetando a fauna e flora marítimaOs oleodutos, além de passarem por inspeções freqüentes, devem ser dotados de dispositivos de segurança, como válvulas de bloqueio, que impedem a passagem de produtos em caso de anormalidade.
![Page 141: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/141.jpg)
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IMPACTOS AMBIENTAISImpactos Devidos ao Transporte de Gás Natural
Os impactos devidos à construção dos gasodutos: escavações, desmatamentos para se abrirem áreas necessárias à construção dos dutos, além do impacto causado pela criação do acesso das pessoas e materiais necessárias ao processo.
Impactos Devidos ao Transporte de Biomassa e de Carvão
Devem-se à necessidade de redes rodoviárias e ferroviárias para o escoamento dos insumos, além da poluição causada pelo uso de caminhões no transporte desses materiais.
![Page 142: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/142.jpg)
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Custos de Transmissão de Energia Elétrica
Os custos envolvidos com transmissão de energia elétrica são altos. As linhas de transmissão no Brasil costumam ser extensas, pois as grandes usinas hidrelétricas geralmente estão situadas a distâncias consideráveis dos centros consumidores de energia.
Hoje o País está quase que totalmente interligado, de norte a sul.
![Page 143: Produção de Energia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020423/568134e5550346895d9c19e8/html5/thumbnails/143.jpg)
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Custos de Transmissão de Energia Elétrica
Os recursos empregados na expansão do sistema de transmissão são da iniciativa privada, desde 1999, quando a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) realizou o primeiro leilão para construção de 765 quilômetros de extensão de três novas linhas de transmissão e dezenas de subestações. Os empreendedores que venceram a disputa precisarão aplicar R$ 411,28 milhões na construção das redes.
No ano 2000, foram licitados mais 3,6 mil quilômetros de interligação, em três diferentes linhas, interligando trechos das regiões Norte, Sul e Sudeste. O custo estimado de investimento é de R$ 1,7 bilhão.